Дослідження конденсованого стану анізотропних систем теплових збуджень у надплинному гелію. Теорія кінетичних процесів у фононних пучках, які рухаються в гелії. Розв’язання задачі про дифузію в багатокомпонентних системах частинок і квазічастинок.
Аннотация к работе
НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ НАУК УКРАЇНИ ФІЗИКО-ТЕХНІЧНИЙ ІНСТИТУТ НИЗЬКИХ ТЕМПЕРАТУР ім. ТЕОРІЯ АНІЗОТРОПНИХ І НЕОДНОРІДНИХ СИСТЕМНауковий консультант: доктор фізико-математичних наук, професор АДАМЕНКО Ігор Миколайович, Харківський національний університет ім. Офіційні опоненти: доктор фізико-математичних наук, професор КОНТОРОВИЧ Віктор Мойсеєвич, Радіоастрономічний інститут НАН України, головний науковий співробітник; доктор фізико-математичних наук, МОНАРХА Юрій Петрович, Фізико-технічний інститут низьких температур ім. доктор фізико-математичних наук, СЛЮСАРЕНКО Юрій Вікторович, Національний науковий центр “Харківський фізико-технічний інститут”, провідний науковий співробітник. Захист відбудеться “28” січня 2003 р. о 15 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 64.175.02 в Фізико - технічному інституті низьких температур ім.З самого моменту відкриття надплинність інтенсивно досліджується як експериментаторами, які відкривають нові особливості цього стану, так і теоретиками, які розробляють теорії спостережуваних процесів і пояснюють результати експериментів та передбачають нові явищі. Стимулом для проведення досліджень, результати яких наведені в дисертації, є повна відсутність теорії анізотропних фононних систем, яка була б спроможна виходячи з основних фізичних принципів, пояснити унікальні явища, що спостерігаються експериментально. Незважаючи на те, що для таких систем раніше проводились теоретичні дослідження, ціла низка явищ, які спостерігаються в надплинних розчинах 3Не-4Не, не були зясовані. До анізотропних і неоднорідних систем у надплинному гелію належать пучки фононів, які випромінює нагріте тверде тіло, пересичені надплинні розчині 3Не-4Не, багатокомпонентні суміші теплових збуджень і квазічастинок. Для досягнення цієї мети необхідно розвязати такі задачі: Виходячи з гідродинамічного гамільтоніану, здобути явні вирази для частот взаємодії фононів в надплинному гелію з урахуванням реального спектра фононів.У підрозділі 1.6, виходячи з кінетичного рівняння для функції розподілу фононів з великою енергією, дано визначення частот народження і розпаду h-фононів. У разі анізотропних систем розрахунки показали, що частота розпаду h-фонона в анізотропних системах більш ніж на два порядки відрізняється від випадку ізотропних систем і більш ніж на порядок менше частоти народження-фонона в анізотропних системах (див. рис.1): . Таким чином, урахування процесів народження і знищення типу 1 може пояснити явище утворення h-фононів у системі l-фононів, але цей процес не може забезпечити стаціонарний стан у системі h-фононів. У підрозділі 2.3 досліджуються процеси взаємодії h-фононів з фононами з малими енергіями (l-фононами), у яких число h-фононів зберігається У підрозділі 2.5 досліджуються процеси типу 3 і 4, у яких відбувається обмін фононами між підсистемами h-і l-фононів: процеси типу 3: , (14) у якому збільшується кількість h-фононів, і процеси типу 4, у якому кількість h-фононів зменшується і який компенсує процес типу 3: .Теорія виходить з перших фізичних принципів: явного виду спектра теплових збуджень гелію і моделі квазічастинкового опису HEII, і дає опис цілому ряду експериментальних даних. Для всіх процесів одержано загальні формули, за якими проведено чисельні розрахунки залежностей частот народження і розпаду фононів з великою енергією, від імпульсів цих фононів, температури системи фононів з низькою енергією і параметра анізотропії фононної системи. Здобуто рівняння, яке дає опис балансу енергії фононів на початковому етапі еволюції пучка l-фононів, і співвідношення, які дають опис еволюції пучка у випадку геометричного розширення. Здобуто аналітичні формули, які дають опис остигання основного пучка фононів і перехід енергії від фононів з низької енергії до фононів з високою енергією. Здобутий загальний розвязок дозволив в єдиному підході дати опис таких різних явищ, як дифузія в сумішах класичних газів, масова, спінова дифузія та термодифузія в надплинних розчинах 3Не-4Не, спінова дифузія у твердих розчинах 3Не-4Не, теплопровідність різноманітних систем теплових збуджень: фононів у твердих тілах, теплових збуджень у НЕІІ, магнонів і фононів у магнитних діелектриках.